Радио

Радио История радио Радиоволны были предсказаны Джеймсом Клерком Максвеллом в 1873 году.   Генрих Герц впервые наблюдал радиоволны в 1886 году.   […]

Радио

  • История радио

    • Радиоволны были предсказаны Джеймсом Клерком Максвеллом в 1873 году.  
    • Генрих Герц впервые наблюдал радиоволны в 1886 году.  
    • Гульельмо Маркони разработал первую систему радиосвязи в 1895 году.  
    • Первая коммерческая радиопередача состоялась в 1920 году.  
  • Технология радио

    • Радиоволны генерируются электронными устройствами, называемыми передатчиками.  
    • Антенны излучают и принимают радиоволны.  
    • Радиоволны распространяются со скоростью света в вакууме и с меньшей скоростью в воздухе.  
  • Применение радио

    • Радио используется для связи, радиолокации, радионавигации, дистанционного управления и других целей.  
    • В радиосвязи информация передается через пространство с помощью модуляции радиосигнала.  
    • В радиолокации радиоволны отражаются от объектов для определения их местоположения.  
    • В радионавигационных системах радиосигналы используются для расчета местоположения.  
    • В беспроводных устройствах радиосигналы управляют действиями удаленных устройств.  
  • Этимология слова «радио»

    • Слово «радио» происходит от латинского «radius», означающего «луч света».  
    • Впервые использовано в 1881 году для обозначения системы оптической передачи.  
    • В 1890 году Эдуард Бранли использовал термин «radio-conducteur» для обозначения когерера.  
    • В 1904 году британское почтовое ведомство начало использовать слово «радио» в служебных инструкциях.  
  • Регулирование радио

    • Излучение радиоволн регулируется Международным союзом электросвязи.  
    • МСЭ выделяет полосы частот в радиочастотном спектре для различных целей.  
  • Развитие радио

    • В 1906 году Берлинская радиотелеграфная конвенция включила термин «радио» в преамбулу к радиотелеграммам.  
    • Ли де Форест популяризировал слово «радио» в США.  
    • В 1920-х годах радио стало популярным благодаря телерадиовещанию.  
  • Типы модуляции

    • AM (амплитудная модуляция) изменяет амплитуду несущей волны в зависимости от модулирующего сигнала  
    • FM (частотная модуляция) изменяет частоту несущей волны в зависимости от сигнала модуляции  
    • FSK (frequency-shift keying) сдвигает частоту несущей волны между частотами  
    • OFDM (ортогональное мультиплексирование с частотным разделением) использует несколько несущих волн для передачи данных  
  • Процесс передачи и приема

    • Модулированная несущая усиливается и передается через антенну  
    • В приемнике радиоволна индуцирует напряжение, которое усиливается и демодулируется  
    • Сигнал преобразуется в удобную для человека форму  
  • Пропускная способность и радиочастотный спектр

    • Модулированная радиоволна занимает диапазон частот, называемый полосой пропускания  
    • Полоса пропускания зависит от скорости передачи данных и спектральной эффективности метода модуляции  
    • Радиочастотный спектр ограничен и имеет экономическую стоимость  
  • Переход от аналоговых к цифровым технологиям

    • Цифровая модуляция позволяет передавать больше информации в заданной полосе пропускания  
    • Цифровая модуляция более помехоустойчива и использует более мощные микросхемы  
  • Диапазоны частот МСЭ

    • МСЭ делит спектр на 12 полос, каждая из которых охватывает десять частот  
    • Полоса пропускания увеличивается экспоненциально с увеличением частоты  
  • Регулирование радиочастотного спектра

    • Радиопередатчики должны быть лицензированы и ограничены определенными частотами и уровнями мощности  
    • В США маломощные передатчики могут использоваться без лицензии, но должны быть одобрены по типу конструкции  
  • Приложения радио

    • Радиовещание использует несколько частей спектра для передачи информации на большие расстояния  
    • Спутниковое телевидение и радио используют зашифрованные сигналы и требуют ежемесячной платы  
  • Радиовещание

    • Длинноволновые и средневолновые сигналы обеспечивают надежное покрытие, но ограничены в передаче информации.  
    • Короткие волны подвержены помехам и атмосферным условиям.  
    • Очень высокие частоты обеспечивают большую полосу пропускания и высокое качество звука.  
  • AM-вещание

    • Амплитудная модуляция (AM) используется в диапазонах от 148 до 283 кГц и от 526 до 1706 кГц.  
    • AM-вещание ограничено горизонтом видимости и монофоническим звучанием.  
    • В США излучаемая мощность AM-станций ограничена 10 кВт.  
  • FM-вещание

    • Частотная модуляция (FM) используется в диапазонах от 65 до 108 МГц.  
    • FM-вещание ограничено горизонтом видимости и менее чувствительно к помехам.  
    • В США излучаемая мощность FM-станций варьируется от 6 до 100 кВт.  
  • Цифровое радио

    • DAB (Digital Audio Broadcasting) обеспечивает высокое качество звука и устойчивость к помехам.  
    • HD Radio использует поднесущую аналогового сигнала для многоадресной передачи.  
    • DRM (Digital Radio Mondiale) использует коммерческие диапазоны и несовместим с существующими радиоприемниками.  
  • Спутниковое радио

    • Спутниковое радио использует микроволновый сигнал для передачи цифрового аудио.  
    • В Северной Америке используется диапазон 2,3 ГГц S, в других частях мира — 1,4 ГГц L.  
  • Телевизионное вещание

    • Телевизионные сигналы занимают более широкую полосу пропускания.  
    • Аналоговое телевидение использует частоту 6 МГц, цифровое телевидение — OFDM и 8VSB.  
    • Наземное телевидение использует диапазоны 41-88 МГц, 174-240 МГц и 470-614 МГц.  
    • Спутниковое телевидение использует Ku-диапазон и требует ежемесячной платы.  
  • Государственные службы стандартных частот и сигналов времени

    • Управляют радиостанциями времени, передающими точные сигналы времени  
    • Примеры: BPC, DCF77, JJY, MSF, RTZ, TDF, WWV, YVTO  
    • Используются в радиочасах для синхронизации внутренних часов  
  • Двусторонняя голосовая связь

    • Радиостанция: аудиопередатчик, приемник и передатчик в одном устройстве  
    • Полудуплексная связь: один радиоканал, один пользователь передает, другой слушает  
    • Полнодуплексная связь: два радиоканала, оба пользователя могут говорить одновременно  
  • Сотовый телефон

    • Портативный беспроводной телефон, подключаемый к телефонной сети через радиосигналы  
    • Использует частотные каналы для связи с базовой станцией  
    • Современные телефоны оснащены высокоавтоматизированным цифровым приемопередатчиком  
  • Сотовая сеть 5G

    • Высокая скорость передачи данных до 10 Гбит/с  
    • Использует высокочастотные радиоволны в микроволновом и миллиметровом диапазонах  
    • Ячейки меньше, чем в предыдущих сетях, с множеством небольших антенн  
  • Спутниковый телефон

    • Портативный беспроводной телефон, подключенный к спутнику через радиолинию  
    • Используется на большей части или всей географической зоне Земли  
    • Требует большого количества спутников для непрерывного наблюдения  
  • Беспроводной телефон

    • Стационарный телефон с переносной трубкой, соединенной по радиолинии  
    • Использует стандарт передачи данных DECT  
  • Наземная система мобильной радиосвязи

    • Полудуплексные приемопередатчики малой дальности  
    • Используются без лицензии, часто в транспортных средствах  
    • Примеры: CB, FRS, GMRS, MURS  
  • Портативная рация

    • Полудуплексная радиостанция на батарейках  
    • Используется в наземных системах мобильной радиосвязи  
  • Airband

    • Полудуплексная радиосистема для связи пилотов с другими судами и диспетчерами  
    • Использует каналы в диапазоне от 108 до 137 МГц  
  • Морское радио

    • Приемопередатчики среднего радиуса действия на судах  
    • Используют FM-каналы в диапазоне от 156 до 174 МГц  
  • Любительская радиостанция

    • Полудуплексная двусторонняя радиостанция для некоммерческих целей  
    • Использует любительские радиодиапазоны, начиная со 136 кГц  
  • Односторонняя голосовая связь

    • Симплексная радиопередача  
    • Радионяня: устройство для передачи звуков ребенка на приемник родителей  
  • Беспроводные микрофоны

    • Используются ораторами, исполнителями и телеведущими  
    • Передают звук по радио на ближайший приемник  
    • Традиционно аналоговые модели передают в FM-диапазоне  
    • Некоторые модели используют цифровую модуляцию  
  • Беспроводные сети

    • Автоматизированные радиолинии для передачи данных  
    • Используются для передачи данных, телефонных звонков, аудио- и видеоконтента  
    • Безопасность важна из-за возможности несанкционированного доступа  
    • Wi-Fi использует каналы в диапазонах ISM 2,4 ГГц и 5 ГГц  
    • Bluetooth использует передачу с расширенным спектром  
  • Пакетная радиосвязь

    • Одноранговая беспроводная сеть ad-hoc  
    • Используется для обмена пакетами данных между узлами  
    • Ограниченно используется коммерческими компаниями и радиолюбителями  
  • Текстовые сообщения

    • Услуга на мобильных телефонах для отправки коротких сообщений  
    • Основана на службе коротких сообщений (SMS)  
    • Количество текстовых сообщений ограничено 160 символами  
  • Микроволновый ретранслятор

    • Канал цифровой передачи данных «точка-точка»  
    • Используется для передачи данных на большие расстояния  
    • Ограничен горизонтом видимости в 30-40 миль  
  • Автоматическое считывание показаний счетчиков

    • Счетчики передают показания по радио на служебный автомобиль  
    • Исключает необходимость ручного считывания показаний  
  • Электронный сбор платы за проезд

    • Альтернатива ручному сбору платы на платных дорогах  
    • Транспондер в транспортном средстве передает сигнал на придорожный приемник  
  • Радиочастотная идентификация (RFID)

    • Идентификационные метки с радиотранслятором  
    • Используются для инвентаризации товаров  
    • Пассивные метки имеют небольшой радиус действия, активные — больший  
  • Подводная связь

    • Подводные лодки используют радиоволны VLF и ELF для связи  
    • Используются крупные береговые передающие станции  
    • Канал связи односторонний из-за длинных антенн  
  • Космическая связь

    • Радиосвязь между космическим аппаратом и наземной станцией  
    • Используются высокие частоты в микроволновом диапазоне  
    • Линии передачи данных называются восходящей и нисходящей  
  • Спутники связи

    • Используются для передачи данных между удаленными точками на Земле  
    • Находятся на геостационарной орбите для стабильной передачи сигнала  
    • Передают сигналы с помощью микроволновых лучей  
  • Спутники прямого вещания

    • Передают розничные программы на приемники в домах и транспортных средствах  
    • Используют более мощные передатчики для приема сигнала с помощью небольших антенн  
  • Радар

    • Метод радиолокации для обнаружения и отслеживания объектов  
    • Использует микроволновые частоты для сильных отражений  
    • Доплеровский радар измеряет скорость объектов  
  • Радар вторичного наблюдения

    • Самолеты оснащены транспондерами для улучшения видимости на радаре  
    • Транспондеры передают высоту и идентификационный номер самолета  
  • Средства радиоэлектронного противодействия

    • Военные системы для снижения эффективности радаров противника  
    • Используют мощные микроволновые передатчики для создания ложных указаний  
  • Морской радар

    • Используется для обнаружения судов и препятствий на воде  
    • Вращающаяся антенна направляет пучок микроволн по водной поверхности  
  • Метеорологический радар

    • Отображает интенсивность осадков и скорость ветра  
    • Использует доплеровский сдвиг для измерения скорости  
  • Радар с фазированной антенной решеткой

    • Использует фазированную антенную решетку для быстрого направления луча  
    • Применяется в военной и гражданской технике  
  • Радар с синтезированной апертурой

    • Создает карту наземного рельефа с высоким разрешением  
    • Антенна излучает пучок радиоволн перпендикулярно направлению движения  
  • Георадар

    • Специализированный прибор для создания изображения подземных объектов  
    • Использует частоты от 100 МГц до нескольких ГГц  
  • Система предотвращения столкновений

    • Радарная система на автомобиле для предотвращения столкновений  
  • Радиолокационный взрыватель

    • Детонатор для авиабомбы, использующий радиолокационный высотомер  
  • Радиолокация

    • Общий термин для методов определения местоположения объектов с помощью радиоволн  
  • Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS)

    • Система спутников для определения местоположения с высокой точностью  
    • Основные системы: GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo  
  • Глобальная система позиционирования (GPS)

    • Наиболее широко используемая система, обслуживаемая ВВС США  
    • Использует 31 спутник на низкой орбите  
    • GPS-приемники встроены в мобильные телефоны и транспортные средства  
  • Радиомаяк

    • Наземный радиопередатчик для навигации самолетов и судов  
    • Используется для определения местоположения с точностью около 90 метров  
  • VHF всенаправленный диапазон (VOR)

    • Всемирная авиационная радионавигационная система  
    • Использует стационарные наземные радиомаяки для определения азимута и расстояния  
  • Радиомаяки и их использование

    • Радиомаяки VOR используют УКВ-частоты для определения местоположения самолетов.  
    • VORTAC сочетает VOR и TACAN для улучшения точности.  
    • VOR сокращается по мере перехода на RNAV.  
  • Система посадки по приборам (ILS)

    • ILS обеспечивает посадку в условиях плохой видимости.  
    • Состоит из локализатора, линии курса и глиссады.  
    • Заменяется спутниковой навигацией.  
  • Ненаправленные радиомаяки (NDB)

    • Используются для радиопеленгации.  
    • Передают позывной азбукой Морзе.  
    • Используют частоты от 190 до 1750 кГц.  
  • Коспас-Сарсат

    • Международный консорциум для поисково-спасательных операций.  
    • Использует спутники для обнаружения сигналов бедствия.  
  • Отслеживание миграции животных

    • Использует радиопередатчики для отслеживания животных.  
    • Применяются УКВ-диапазоны и GPS-приемники.  
  • Дистанционное радиоуправление

    • Использует радиоволны для управления устройствами.  
    • Примеры: БПЛА, устройства для открывания гаражных ворот, радиоуправляемые модели, беспроводные дверные звонки.  
  • Радиопомехи

    • Преднамеренное излучение радиосигналов для создания помех.  
    • Используется военными и тоталитарными странами.  
    • Федеральный закон США запрещает использование глушилок.  
  • Научные исследования

    • Радиоастрономия изучает радиоволны от астрономических объектов.  
    • Используются радиотелескопы и чувствительные приемники.  
    • Дистанционное зондирование используется для научных исследований.  

Полный текст статьи:

Радио

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх